【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器，具体为一种三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法及系统。
技术介绍
1、在现代电力系统中，电压测量至关重要，然而传统的电压互感器及移动式电压传感器在实际应用中面临诸多困境，首先，传统的电压互感器通常需要进行复杂的土建工程来安装，这不仅耗费大量人力和物力，还可能造成长时间的停电，影响到电力系统的正常运行，土建工程复杂的安装过程、昂贵的建设成本以及相应的维护工作，使得电压测量点的铺设受到极大限制，此外，对于移动式电压传感器而言，其在设计上一般要求与电力线路直接接触，但带电时的安装要求技术人员在高风险环境下作业，存在潜在的安全隐患，这就要求电压测量设备具备较高的绝缘性能和使用便利性，以确保安全的同时降低工作复杂度。
2、其次，常规的电容耦合技术本质上依赖于与电场的接触程度，但由于装置体积较小，电场捕捉能力受限，往往难以在多变的环境条件下保持测量精确性，此外，该类设备也缺乏针对外部干扰的稳定性分析，导致在带电物体接近时，测量结果易受干扰，从而影响其长期的可靠性，在电力系统逐步向数字化、智能化方向发展的趋势下，传统电压测量设备已无法满足不断增长的技术需求，对电压传感器的要求变得日益迫切，既要实现高精度测量，又要避免繁琐的安装过程，同时要确保在复杂环境下也能稳定工作。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的电压测量方法存在安装复杂，
3、测量不便，易受干扰，以及如何通过改
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，包括设计一种三相圆筒形电容耦合机构，包括两层铜皮的耦合探头、圆筒形极板和绝缘外皮；分析三相圆筒形耦合机构的分布电容解析式，优化耦合机构安装的线路对地距离；通过建立并验证三相线路模型，增加干扰源模拟外界环境的影响，验证耦合机构的抗干扰能力和绝缘性。
5、作为本专利技术所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的一种优选方案，其中：所述一种三相圆筒形电容耦合机构包括通过电容耦合原理，对架空电力线进行电压测量。
6、作为本专利技术所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的一种优选方案，其中：所述一种三相圆筒形电容耦合机构还包括电力线、端盖以及测量电路。
7、作为本专利技术所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的一种优选方案，其中：所述分析三相圆筒形耦合机构的分布电容解析式包括高度、介质的介电常数、环境温度和湿度。
8、作为本专利技术所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的一种优选方案，其中：所述优化耦合机构安装的线路对地距离包括分别计算线路对地距离为1m、3m和6m的分布电容矩阵，随着线路对地距离的增加，线路以及内外层耦合机构对地等效电容值逐渐减小，根据测量电压的等级进行确定耦合机构安装的线路对地距离。
9、作为本专利技术所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的一种优选方案，其中：所述验证耦合机构的抗干扰能力包括在三相线路模型中采用金属小球作为干扰源，当带电物体接近被测电路的输入端时，发生电容耦合和干扰。
10、作为本专利技术所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的一种优选方案，其中：所述验证耦合机构的绝缘性包括通过comsol仿真，当得出在不同高度下三相测量结构的导线与内层铜皮间的最大场强，均低于线路的起晕电场时，导线与耦合机构之间不会发生击穿现象。
11、本专利技术的另外一个目的是提供一种三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化系统，其能通过设计三相圆筒形电容耦合机构，包括两层铜皮的耦合探头、圆筒形极板和绝缘外皮，实现与架空电力线的非接触式电压测量，解决了目前的电压测量技术含有安装复杂和测量不便的问题。
12、作为本专利技术所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化系统的一种优选方案，其中：包括耦合机构设计模块，分布电容优化模块，性能验证模块；所述耦合机构设计模块用于设计三相圆筒形电容耦合机构，包括两层铜皮的耦合探头、圆筒形极板和绝缘外皮，实现与架空电力线的非接触式电压测量；所述分布电容优化模块用于分析三相圆筒形耦合机构的分布电容解析式，确定耦合机构安装的线路对地距离，以优化分布电容，提高电压测量精度；所述性能验证模块用于建立并验证三相线路模型，增加干扰源模拟外界环境的影响，验证耦合机构的抗干扰能力和绝缘性。
13、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序是实现三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的步骤。
14、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的步骤。
15、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法通过采用圆筒形极板的耦合结构，能够更准确的对电压进行测量，通过采用含两层铜皮的耦合探头设计，在测量时双铜皮不与线路金属接触，避免接触不良，测量方便，在安装时双铜皮不破坏线路表面结构，安装方便，通过分析三相圆筒形耦合机构的分布电容解析式，优化耦合机构安装的线路对地距离，采用了全面的环境参数考虑如高度、介质的介电常数、环境温度和湿度，通过精准计算出不同安装高度对电容耦合的影响，从而优化了实际运行条件，提高了设备的抗干扰能力和电压测量的稳定性，通过建立并验证三相线路模型，增加干扰源以模拟外界环境的影响，特别是对带电物体的接近影响，通过验证耦合机构的抗干扰能力和绝缘性，使用金属小球作为干扰源，可以真实反映在不同环境下的电气性能变化，确保设备在实际应用中始终保持良好的电气性能，避免因外部干扰导致的测量误差，通过comsol仿真分析，验证导线与内层铜皮之间的最大场强处于安全范围，三相测量结构不会发生击穿现象，具有良好的绝缘性，能够提高耦合结构的性能，本专利技术在效率、安全性以及可靠性方面都取得更加良好的效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述一种三相圆筒形电容耦合机构包括通过电容耦合原理，对架空电力线进行电压测量。
3.如权利要求2所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述一种三相圆筒形电容耦合机构还包括电力线、端盖以及测量电路。
4.如权利要求3所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述分析三相圆筒形耦合机构的分布电容解析式包括高度、介质的介电常数、环境温度和湿度。
5.如权利要求4所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述优化耦合机构安装的线路对地距离包括分别计算线路对地距离为1m、3m和6m的分布电容矩阵，随着线路对地距离的增加，线路以及内外层耦合机构对地等效电容值逐渐减小，根据测量电压的等级进行确定耦合机构安装的线路对地距离。
6.如权利要求5所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述验证耦合机构的抗干扰能力包括在三
7.如权利要求6所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述验证耦合机构的绝缘性包括通过Comsol仿真，当得出在不同高度下三相测量结构的导线与内层铜皮间的最大场强，均低于线路的起晕电场时，导线与耦合机构之间不会发生击穿现象。
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的系统，其特征在于：包括耦合机构设计模块，分布电容优化模块，性能验证模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述一种三相圆筒形电容耦合机构包括通过电容耦合原理，对架空电力线进行电压测量。
3.如权利要求2所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述一种三相圆筒形电容耦合机构还包括电力线、端盖以及测量电路。
4.如权利要求3所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述分析三相圆筒形耦合机构的分布电容解析式包括高度、介质的介电常数、环境温度和湿度。
5.如权利要求4所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特征在于：所述优化耦合机构安装的线路对地距离包括分别计算线路对地距离为1m、3m和6m的分布电容矩阵，随着线路对地距离的增加，线路以及内外层耦合机构对地等效电容值逐渐减小，根据测量电压的等级进行确定耦合机构安装的线路对地距离。
6.如权利要求5所述的三相圆筒形电容耦合机构结构的设计优化方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：周柯，金庆忍，俞小勇，廖文涛，卢柏桦，王晓明，莫枝阅，奉斌，覃思，杨雄杰，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。